小径管X射线探伤

小径管X射线探伤

外径Do≤100mm管子称小径管。

小径管通过焊接实现连接，是锅炉、压力容器等设备上广泛采用的工艺。

对小径管相互连接的对接焊缝的质量。目前广泛采用射线检测技术进行检验。一般采用双壁双影法透照其对接环缝。按照被检焊缝在底口上的影像特征，又分椭圆成像和重叠成像两种方法，同时满足下列两条件

即T(壁厚)≤8mm，g（焊缝宽度≤Do/4时，采用倾斜透照方式椭圆成像）

不满足上述条件，或椭圆成像有困难，或为适应特殊需要（如特意要检出焊缝根部的面状缺陷）时，可采用垂直透照方式重叠成像。

小径管对接焊缝的透照厚度

小直径管对接焊缝射线照相检验是一个变截面透视。在小径管对接接头照相检验中，所选用的照距都远大于小直径管的径，可近似认为射线来平行入射，所以，确定透照参数的核心，是在一次透照厚度范围内正确地选取确定透照电压的厚度。

例如：透照Ф60x5的小径管，忽略焊缝的余高，透照厚度的变化见表

表   Ф60x5小径管透照厚度（mm）变化

x〈r						x=r	x〉r
x	0	5	10	15	20	25	26	27	28	29	30
2T’	10.0	10.2	10.7	12.0	14.7	33.2	29.0	26.2	21.5	15.4	0

从表中可见x=0时最小，x=r时最大，但对于不同规格的小径管则其透照厚度变化相关于小径管的壁厚与外径和所处点与圆心的相对距离。

通常我们把一次透照范围内试件的最大厚度与最小厚度之比定义为试件厚度比，用Ks表示。当Ks大于1.4时，可以认为属于大厚度比试件。

大厚度比对射线照相质量是不利的，其导致底片黑度差较大，从而影响射线照相灵敏度。另外，厚度变化导致散射比增大，产生边蚀效应。所以，应采用“高电压、大电流、短时间”X射线透照技术。

双壁双影椭圆成像技术

小径管焊缝的射线探伤当其壁厚≤8mm，焊缝宽度≤Do/4时，一般采用斜透照方式椭圆成像。透照时焦距一般选用700mm左右平移距离，按下式计算。

So=(b+g)L1/2       So-水平位移mm     b-焊缝宽度m   g-椭圆投影间距

应控制椭圆影像的开口宽度在一倍焊缝宽度左右。如偏心距太大，椭圆开口宽度过大。窄小的根部缺陷（裂缝未焊透等）有可能漏检，或者因影像畸变过大，难于判断。椭圆开口宽度过小，又会使源侧焊缝与片侧焊缝根部缺陷不易分开。

由于焦距是固有的，所以开口的大小主要是倾斜照射角度（平移距离）来决定。

倾斜照射角度增大，降低焊缝中的纵向裂纹的检出率，降低未焊透和未融合线、面缺陷的检出率，所以合理科学地制作检验工艺，提高危险缺陷的检出率具有非常重要的意义。

一般小径管焊缝射线、探伤属于AB级照相，涉嫌标准中规定：AB级对接焊缝最大裂纹检出角=13.9°，因小径管焊缝射线、探伤需要倾斜照射，射线束会与焊缝中纵向线、面形缺陷形成夹角。因此存在纵向裂纹检出角。

AB：K≤1.03  Q≤13.86°  AB：K=1.2  Q=33.56°

我们将AB级纵缝最大裂检出角  Q=13.9°来确定裂纹检出率。

由小径管对接焊缝椭圆成像的几何关系可得

G+b=L2tanθ

S0=L1tanθ

g─椭圆开口宽度

b─焊缝宽度

L1─射线源至工件表面距离

L2─工件上表面至胶片的距离

Q─射线照射角度（纵向裂纹检出率）

S0─平移距离

由于小径管焊接多为全氩弧焊接，表面成形好，加工焊接工艺限制焊缝余高，焊缝余高均在1mm以下，因此焊缝的余高可以忽略不计，则L2=Do

∵g+b= L2tanθ  ∴（g+b）/D=tanθ

小径管通常采用氩弧焊接，壁厚小于5mm的焊缝宽度在8mm左右，6~8mm的焊缝宽度在10mm左右。

照射角Q 13.9°

则（g+b）/D=tanθ

当管子规格确定（即D和b值确定）纵级检出角θ13.9o

可利用公式2.3计算g和s0数值范围

如Φ60×5为例

F=700

g=3~10m

b=8     D=60

当g=3  Q=arctan【（g+b）/P】=10

采用纵裂检出角的最小管径Dmin为25mm

由于Dmin=25mm是极限值，实际中很难掌握椭圆开口宽度，一般当管径小于29mm时，因检测角过大，不宜采用椭圆成像透照。应增加垂直透照。

当采用较严纵裂检出角检测时，最小管径为64mm，所以实小径管焊缝实际擦伤中，只考虑符合标准规定的椭圆开宽度是不够的。

如管径过小，焊缝过宽都将增大照射角度θ，导致纵向裂纹为熔合，未焊透等危险性缺陷的漏检。所以，在角次擦伤之前，首先要分析被检工件的焊接性。

科学合理地选用透射角，控制开口宽度，必要时应增加垂直透照。

垂直透照重叠成像

小管径对接焊缝在不能实现双壁双影倾斜透照椭圆成像时，如标准不允许高颈法兰与小径管对接等。一般采用双壁双影垂直透照重叠成像，但是重叠成像法对缺陷定位有困难。难以进行局部返修，有时只能整个焊缝切除。

为此先采用双壁双影对工件进行垂直透照，如有超标缺陷时则采用双臂单影对缺陷部位进行透照。以确定缺陷的具体位置，如探伤结果没有发现缺陷则证明缺陷在透部位的另一侧。通过这种方法对小管径的对接焊缝进行探伤，既满足了标准的要求，又可以对超标缺陷进行局部返修，不必全部切除返修，降低了制造成本。